高速公路瀝青路面裂縫形成原因及防治對(duì)策

李春霞　王在峰

摘要：裂縫是高速公路瀝青路面諸多病害中最為典型的一種，也是路面早期破壞的一種通病。文章首先高速公路瀝青路面裂縫的類型，然后分析成因，最后提出了防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞：高速公路 瀝青路面 裂縫 對(duì)策

1 裂縫類型

瀝青路面的開裂表現(xiàn)形式是多種多樣的，主要有橫向、縱向、網(wǎng)狀和反射裂縫。

1.1 橫向裂縫 裂縫與路中心線基本垂直，縫寬不一，縫長(zhǎng)有的貫穿整個(gè)路幅，有的貫穿部分路幅，裂縫彎彎曲曲、有枝有叉。橫向裂縫中的唧漿導(dǎo)致裂縫兩側(cè)凹陷，橋頭跳車處的路面橫向裂縫，在路面積水的作用下加速跳車發(fā)展的速度，同時(shí)會(huì)對(duì)路基造成沖刷。

1.2 縱向裂縫 裂縫走向基本與行車方向平行，裂縫長(zhǎng)度和寬度不一。一般都發(fā)生在高填方的路基上。縱向裂縫容易形成沿行車方向呈臺(tái)階狀，影響行車舒適性。

1.3 網(wǎng)狀裂縫 裂縫縱橫交錯(cuò)，將面層分隔成若干多邊形的小塊，一般縫寬1mm以上，縫距40cm以下。網(wǎng)狀裂縫導(dǎo)致瀝青路面松散或坑槽，嚴(yán)重影響瀝青路面的綜合服務(wù)水平。

1.4 反射裂縫 基層產(chǎn)生裂縫后，在溫度和行車荷載作用下，裂縫將逐漸反射到瀝青表面，路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。對(duì)于半剛性基層以橫向裂縫居多，對(duì)于柔性路面上加罩的瀝青結(jié)構(gòu)層，裂縫形式不一，主要取決于下臥層。

2 裂縫形成原因

2.1 材料因素 基層材料的收縮性愈小，面層裂縫愈小?；鶎由嫌型笇佑鸵约訌?qiáng)與面層的粘結(jié)對(duì)抗開裂是有好處的，基層材料種類對(duì)瀝青面層的裂縫率有明顯影響。①干燥收縮開裂。主要是由于混合料失去水分引起的，混合料中游離水分的減少縮小了顆粒間的空隙。②低溫收縮開裂。半剛性基層多在高溫夏季和常溫時(shí)施工成型，入冬后溫度驟降，混合料遇冷收縮，在收縮過程中受到下層的約束產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力。如果收縮應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度收縮裂縫，溫差越大，溫度變化越快，則約束越大，混合料就容易開裂。

2.2 設(shè)計(jì)原因 我國(guó)瀝青路面的真正開發(fā)、研究及大規(guī)模設(shè)計(jì)、施工，還是近10多年伴隨著高速公路建設(shè)而發(fā)展起來的。因此，還有不少設(shè)計(jì)問題有待研究。設(shè)計(jì)問題主要如下:①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。如基層厚度不夠，面層分層及材料配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)，面層厚度不合理。②路面、基層、底基層排水設(shè)計(jì)考慮不周。③路面所處段土質(zhì)和水文情況與實(shí)際出入大，使得路面設(shè)計(jì)參數(shù)不符合實(shí)際。

2.3 施工原因 路基施工時(shí)天氣干燥，局部路堤填料粘土土塊粉碎不足，致使路基壓實(shí)不均勻；暗埋式構(gòu)造物因構(gòu)造物長(zhǎng)度限制，使路基邊緣不能超寬碾壓，致使路基邊緣壓實(shí)度不夠。有些加減速車道與行車道銜接段不同步施工；還有的半填半控處，因銜接處理不好，致使路基沉降不均勻，引起縱向裂縫；另外瀝青面層分幅攤鋪時(shí)兩幅銜接未處理好，在行車荷載作用下形成縱縫；有時(shí)車轍邊緣也會(huì)產(chǎn)生縱縫。

2.4 其他因素 氣候溫度條件。極端最低溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時(shí)間、升降溫循環(huán)次數(shù)是氣候條件影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素；交通量和車輛類型。剛性基層中的最大拉應(yīng)力，通常是由最重的車輪荷載產(chǎn)生的；并且對(duì)于半剛性路面，不同軸載對(duì)路面的破壞作用遠(yuǎn)不是4次方的關(guān)系，而約為16次方的關(guān)系，即使是通過次數(shù)較少的重荷載也對(duì)路面破壞起著決定性的作用。

3 裂縫防治措施

3.1 選擇防裂性能好的材料 ①選用抗沖刷能力好，干縮、溫縮系數(shù)小、抗拉能力高的半剛性材料作基層，最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料。②選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做面層，保證瀝青的針入度、延度等指標(biāo)；在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下。應(yīng)采用某些添加劑或聚合物。以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能。③采用密實(shí)型瀝青混凝土面層?？障堵蕦?duì)面層的疲勞壽命有很大影響，密實(shí)型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢，同時(shí)也延緩了裂縫的擴(kuò)展。④瀝青混合料的集料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，則應(yīng)填加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確?；旌狭系目箘兟湫阅?，同時(shí)應(yīng)盡量降低集料的含水量，盡可能使用人工砂代替原形顆粒的天然砂。⑤采用橡膠瀝青或聚合物改性瀝青在瀝青混凝土表面作封層，可進(jìn)一步提高表面層的抗溫度裂縫能力。

3.2 設(shè)計(jì) ①面層厚度。嚴(yán)格按照瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行，尤其要使路面結(jié)構(gòu)層厚度與瀝青混合料類型相一致，即瀝青面層厚度與瀝青混合料類型相比，要滿足集料最大公稱尺寸三倍的經(jīng)驗(yàn)法則。保證最小的面層厚度。②基層厚度。在面層厚度一定的條件下，路面結(jié)構(gòu)厚度越大，承載力越高。有關(guān)資料表明，在其他條件不變的條件下，水泥穩(wěn)定基層厚度從10cm增加到15cm，板底拉應(yīng)力減小50%；從15cm增加到20cm，板底拉應(yīng)力減小30%。由此可見，增加結(jié)構(gòu)層厚度是提高路面承載力的主要措施。③做好排水設(shè)計(jì)。降低地下水位是提高路基乃至路面強(qiáng)度的重要措施。當(dāng)開挖路基后發(fā)現(xiàn)地下水滲出，不論流水量大小都要進(jìn)行處理。對(duì)分散水源要設(shè)置縱向、橫向網(wǎng)狀盲溝，對(duì)上邊坡滲水要設(shè)置腹式盲溝。土質(zhì)地段盲溝深度應(yīng)低于路床80cm，石質(zhì)路段應(yīng)低于路床40cm。

3.3 施工 在路面施工中，要保證拌和、運(yùn)輸、攤鋪時(shí)的有效溫度，尤其注意控制好碾壓溫度。對(duì)于多幅攤鋪施工，盡量采用多臺(tái)攤鋪機(jī)械呈階梯形隊(duì)列攤鋪，而且采用熱接縫。碾壓時(shí)，盡可能采用初壓、復(fù)壓和終壓的步驟，保證壓實(shí)度和表面穩(wěn)定性以及表面平整度。在養(yǎng)生過程中，注意渠化交通和檢測(cè)表面彎沉值。高速公路瀝青路面中，裂縫是不可避免出現(xiàn)的現(xiàn)象。出現(xiàn)裂縫的原因是多方面的，既有設(shè)計(jì)的原因，又有施工的原因，還有自然因素與車輛荷載作用的原因，非常復(fù)雜。只要我們認(rèn)真分析，結(jié)合工程實(shí)例，抓好每個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)事求是，規(guī)范施工，質(zhì)量過硬，就可以控制或者延緩裂縫的產(chǎn)生，從而延長(zhǎng)路面的使用壽命，提高路面的服務(wù)性能。

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